CN101698920B - 一种高纯度铬铁合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高纯度铬铁合金由如下的重量比成分组成:Cr为85.0~100%,C为0~0.01%,Si为0~0.5%,S为0~0.02%,P为0~0.01%,H为0~0.01%,O为0~0.1%,N为0~0.01%,Fe为0~14.0%,其他氧化物杂质为0~0.34%。本发明还提供了上述高纯度铬铁合金的制备方法。本发明提供的高纯度铬铁合金纯度较普通铬铁合金纯度高,且碳含量低,比重比普通铬铁大,氧化物杂质含量低,可以在一定条件下用于替换昂贵的金属铬,但成本降低50%;同时提供的高纯度铬铁合金的制备方法,可以为制备高纯度铬铁合金提供一种参考。
Description
技术领域
本发明涉及一种铬铁合金以及它的制备方法,具体是一种高铬含量的高纯度铬铁合金及其制备方法。
背景技术
目前,纯度较高的铬铁合金主要有两种,分别为被称为“微碳铬铁”和“真空铬铁”的铬铁合金,其中微碳铬铁为用电硅热法生产的铬铁,真空铬铁为利用真空电阻炉采用固态脱碳的工艺制成的铬铁。按重量百分比计算,微碳铬铁中,Cr的含量约60.0%,C含量不超过0.06%,即使通过最先进的波仑法也只能将铬铁中的碳降到0.03%,微碳铬铁中有害元素S、P、Si及有害气体元素H、O、N的含量较高;真空铬铁中Cr含量可以达到67.0%,含量比微碳铬铁Cr的含量高,且部分有害元素的含量也比微碳铬铁中的含量要低,但是真空铬铁比重小,氧化物夹杂含量高,在作为一些特殊钢铁和高温耐腐蚀合金钢的添加剂时,钢锭结晶时,夹杂物存在于钢锭中,造成轧钢时产生裂纹等组织缺陷。
发明内容
本发明提供了一种可部分替代金属铬的高纯度铬铁合金。
一种高纯度铬铁合金,其特征在于所述的铬铁合金由如下的重量比成分组成:Cr为85.0~100%,C为0~0.01%,Si为0~0.5%,S为0~0.02%,P为0~0.01%,H为0~0.01%,O为0~0.1%,N为0~0.01%,Fe为0~14.0%,其他氧化物杂质为0~0.34%。
本发明还提供了上述高纯度铬铁合金的制备方法,包括如下步骤:
步骤一,把高碳铬铁和氧化铬绿用雷磨机分别磨成400目的细粉,把高碳铬铁粉和氧化铬绿粉混和搅拌均匀,控制混合物中氧碳原子比为1.2~1.5,然后加入占所述混合物重量5%的聚乙稀醇粘接剂,继续搅拌混匀,用压力机把混和料压制成块状,再把压好的块状混合料装入烘房,控制烘房温度为290~310℃,通过取样化验水分,等块状混合料中水分含量小于0.5%后,把块状混合料移送到真空电阻炉,送电升温,保持真空炉内温度1400~1500℃、真空度100Pa~800Pa进行真空脱碳,通过炉内的真空度判断块状混合料中的碳含量,当真空度小于15Pa时,块状混合料中的碳含量小于0.01%,停电冷却,等炉温降至100℃以下出炉;
步骤二,出炉的块状混合料人工重新破碎成10~100cm直径的碎粒后,加入真空感应炉中,同时加入占碎粒重量2%~8%的由CaF2和CaC2组成的脱硫脱磷剂,其中CaF2和CaC2按照3∶2的重量比混合,控制真空度为100~300Pa升温熔化,产生电磁搅拌,等物料完全熔化后在真空浇注机内真空浇注成块,即制得高纯度铬铁合金。
在上述步骤中,
所述的高碳铬铁中C的重量百分比含量为8%~10%,Cr的重量百分比含量不低于72%。
所述的聚乙稀醇粘结剂由聚乙烯醇和水按照重量比3∶100的比例混合配制而成。
本发明中,氧化铬绿与高碳铬铁研磨混合后,由氧化铬绿作为氧化剂,在真空电阻炉中真空脱碳时脱除混合物中的碳,从而降低本发明中高纯度铬铁合金中碳的含量,同时,真空脱碳时,不断将碳氧化合物用真空泵抽出,使得真空电阻炉内的真空度不断降低,由于目前真空电阻炉的极限真空为15Pa,因此,当真空度达到15Pa时,表示脱碳完成,合金中的碳含量已小于0.01%。另外,脱硫脱磷剂CaF2,CaC2的加入,并利用电磁搅拌,可以扩大脱硫,脱磷与融化合金的接触面积和反应速度,同时促使渣从合金液体中上浮,对铬铁水去除氧化物夹杂,同时脱去铬铁中的硫,磷等有害元素,达到本发明生产高纯度铬铁合金的目的。
本发明提供的高纯度铬铁合金纯度较普通铬铁合金纯度高,且碳含量低,比重比普通铬铁大,氧化物杂质含量低,可以在一定条件下用于替换昂贵的金属铬,但成本降低50%;同时提供的高纯度铬铁合金的制备方法,可以为制备高纯度铬铁合金提供一种参考。
具体实施方式
实施例一
一种高纯度铬铁合金的制备方法,包括如下步骤:
步骤一,把高碳铬铁和氧化铬绿用雷磨机分别磨成400目的细粉,把高碳铬铁粉和氧化铬绿粉混和搅拌均匀,控制混合物中氧碳原子比为1.3,然后加入占所述混合物重量5%的聚乙稀醇粘接剂,继续搅拌混匀,用压力机把混和料压制成块状,再把压好的块状混合料装入烘房,控制烘房温度为300℃,通过取样化验水分,等块状混合料中水分含量小于0.5%后,把块状混合料移送到真空电阻炉,送电升温,保持真空炉内温度1450℃、真空度400Pa进行真空脱碳,通过炉内的真空度判断块状混合料中的碳含量,当真空度小于15Pa时,块状混合料中的碳含量小于0.01%,停电冷却,等炉温降至100℃以下出炉;
步骤二,出炉的块状混合料人工重新破碎成10~100cm直径的碎粒后,加入真空感应炉中,同时加入占碎粒重量4%的由CaF2和CaC2组成的脱硫脱磷剂,其中CaF2和CaC2按照3∶2的重量比混合,控制真空度为200Pa升温熔化,产生电磁搅拌,等物料完全熔化后在真空浇注机内真空浇注成块,即制得高纯度铬铁合金。
在上述步骤中,
所述的高碳铬铁中C的重量百分比含量为9%,Cr的重量百分比含量73%。
所述的聚乙稀醇粘结剂由聚乙烯醇和水按照重量比3∶100的比例混合配制而成。
实施例二
一种高纯度铬铁合金的制备方法,包括如下步骤:
步骤一,把高碳铬铁和氧化铬绿用雷磨机分别磨成400目的细粉,把高碳铬铁粉和氧化铬绿粉混和搅拌均匀,控制混合物中氧碳原子比为1.5,然后加入占所述混合物重量5%的聚乙稀醇粘接剂,继续搅拌混匀,用压力机把混和料压制成块状,再把压好的块状混合料装入烘房,控制烘房温度为310℃,通过取样化验水分,等块状混合料中水分含量小于0.5%后,把块状混合料移送到真空电阻炉,送电升温,保持真空炉内温度1500℃、真空度800Pa进行真空脱碳,通过炉内的真空度判断块状混合料中的碳含量,当真空度小于15Pa时,块状混合料中的碳含量小于0.01%,停电冷却,等炉温降至100℃以下出炉;
步骤二,出炉的块状混合料人工重新破碎成10~100cm直径的碎粒后,加入真空感应炉中,同时加入占碎粒重量8%的由CaF2和CaC2组成的脱硫脱磷剂,其中CaF2和CaC2按照3∶2的重量比混合,控制真空度为300Pa升温熔化,产生电磁搅拌,等物料完全熔化后在真空浇注机内真空浇注成块,即制得高纯度铬铁合金。
在上述步骤中,
所述的高碳铬铁中C的重量百分比含量为10%,Cr的重量百分比含量75%。
所述的聚乙稀醇粘结剂由聚乙烯醇和水按照重量比3∶100的比例混合配制而成。
实施例三
本发明还提供了上述高纯度铬铁合金的制备方法,包括如下步骤:
步骤一,把高碳铬铁和氧化铬绿用雷磨机分别磨成400目的细粉,把高碳铬铁粉和氧化铬绿粉混和搅拌均匀,控制混合物中氧碳原子比为1.2,然后加入占所述混合物重量5%的聚乙稀醇粘接剂,继续搅拌混匀,用压力机把混和料压制成块状,再把压好的块状混合料装入烘房,控制烘房温度为290℃,通过取样化验水分,等块状混合料中水分含量小于0.5%后,把块状混合料移送到真空电阻炉,送电升温,保持真空炉内温度1400℃、真空度100Pa进行真空脱碳,通过炉内的真空度判断块状混合料中的碳含量,当真空度小于15Pa时,块状混合料中的碳含量小于0.01%,停电冷却,等炉温降至100℃以下出炉;
步骤二,出炉的块状混合料人工重新破碎成10~100cm直径的碎粒后,加入真空感应炉中,同时加入占碎粒重量2%的由CaF2和CaC2组成的脱硫脱磷剂,其中CaF2和CaC2按照3∶2的重量比混合,控制真空度为100Pa升温熔化,产生电磁搅拌,等物料完全熔化后在真空浇注机内真空浇注成块,即制得高纯度铬铁合金。
在上述步骤中,
所述的高碳铬铁中C的重量百分比含量为8%,Cr的重量百分比含量不低于72%。
所述的聚乙稀醇粘结剂由聚乙烯醇和水按照重量比3∶100的比例混合配制而成。
Claims (4)
1.一种高纯度铬铁合金,其特征在于所述的铬铁合金由如下的重量比成分组成:Cr大于等于85.0小于100%,C大于0小于等于0.01%,Si大于0小于等于0.5%,S大于0小于等于0.02%,P大于0小于等于0.01%,H大于0小于等于0.01%,O大于0小于等于0.1%,N大于0小于等于0.01%,Fe大于0小于等于14.0%,其他氧化物杂质大于0小于等于0.34%;
所述高纯度铬铁合金是通过如下方法生产的:
步骤一,把高碳铬铁和氧化铬绿用雷磨机分别磨成400目的细粉,把高碳铬铁粉和氧化铬绿粉混和搅拌均匀,控制混合物中氧碳原子比为1.2~1.5,然后加入占所述混合物重量5%的聚乙烯醇粘接剂,继续搅拌混匀,用压力机把混合料压制成块状,再把压好的块状混合料装入烘房,控制烘房温度为290~310℃,通过取样化验水分,等块状混合料中水分含量小于0.5%后,把块状混合料移送到真空电阻炉,送电升温,保持真空炉内温度1400~1500℃、真空度100Pa~800Pa进行真空脱碳,当真空度小于15Pa时,停电冷却,等炉温降至100℃以下出炉;
步骤二,出炉的块状混合料人工重新破碎成10~100cm直径的碎粒后,加入真空感应炉中,同时加入占碎粒重量2%~8%的由CaF2和CaC2组成的脱硫脱磷剂,其中CaF2和CaC2按照3∶2的重量比混合,控制真空度为100~300Pa升温熔化,产生电磁搅拌,等混合碎粒完全熔化后在真空浇注机内真空浇注成块,即制得高纯度铬铁合金;
其中所述的高碳铬铁中Cr的重量百分比含量不低于72%。
2.一种权利要求1所述的高纯度铬铁合金的生产方法,其特征在于包括如下的步骤:
步骤一,把高碳铬铁和氧化铬绿用雷磨机分别磨成400目的细粉,把高碳铬铁粉和氧化铬绿粉混和搅拌均匀,控制混合物中氧碳原子比为1.2~1.5,然后加入占所述混合物重量5%的聚乙烯醇粘接剂,继续搅拌混匀,用压力机把混合料压制成块状,再把压好的块状混合料装入烘房,控制烘房温度为290~310℃,通过取样化验水分,等块状混合料中水分含量小于0.5%后,把块状混合料移送到真空电阻炉,送电升温,保持真空炉内温度1400~1500℃、真空度100Pa~800Pa进行真空脱碳,当真空度小于15Pa时,停电冷却,等炉温降至100℃以下出炉;
步骤二,出炉的块状混合料人工重新破碎成10~100cm直径的碎粒后,加入真空感应炉中,同时加入占碎粒重量2%~8%的由CaF2和CaC2组成的脱硫脱磷剂,其中CaF2和CaC2按照3∶2的重量比混合,控制真空度为100~300Pa升温熔化,产生电磁搅拌,等混合碎粒完全熔化后在真空浇注机内真空浇注成块,即制得高纯度铬铁合金;
其中所述的高碳铬铁中Cr的重量百分比含量不低于72%。
3.根据权利要求2所述的高纯度铬铁合金的生产方法,其特征在于所述的高碳铬铁中C的重量百分比为8%~10%。
4.根据权利要求2所述的高纯度铬铁合金的生产方法,其特征在于所述的聚乙烯醇粘接剂由聚乙烯醇和水按照重量比3∶100的比例混合配制而成。
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